基于三剪应力统一强度理论的角隅模型及该理论在空间土压力计算中的研究

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1、分类号:TU43210710-2015221132专业硕士学位论文基于三剪应力统一强度理论的角隅模型及该理论在空间土压力计算中的研究孙世界导师姓名职称高江平教授专业学位类别申请学位类别硕士交通运输工程及领域名称论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月14日学位授予单位长安大学StudyontheThree-ShearUnifiedStrengthTheoryinSmoothRidgeModelandtheTheory’sApplicationinSpaceEarthPressureAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandida

2、te：SunShijieSupervisor：Prof.GaoJiangpingChang’anUniversity,Xi’an,ChinaI摘要三剪应力统一强度理论作为一种全新的理论研究成果，其内容极其丰富，提出的学术观点具有超前性，具有深入探究的价值。该理论从菱形十二面体模型出发，综合考虑了单元体每个面上的剪应力和正应力对材料破坏的影响，不仅包含了中间主应力效应，同时也考虑了最小主剪应力的影响，这是双剪统一强度理论所缺乏的，因而2更具广泛的适用性和灵活性。本文针对三剪应力统一强度理论在弹塑性分析中存在的问题，提出了相应的解决办法，同时将其引入有限长度挡土墙土压力计算中，所得结果

3、较传统理论更具优越性。取得的主要成果如下：（1）全面地介绍了强度理论、岩土本构关系及空间土压力领域的发展成果，突出了三剪应力统一强度理论的优越性。（2）详细地总结了三剪应力统一强度理论，绘出了各种子午面上的屈服极限线并通过一则实例验证了其优点。（3）三剪应力强度理论表达式为线性，故在平面屈服迹线存在角点，会导致塑性流动方向不唯一。为此本文提出了三剪应力强度理论角隅模型，它处处圆滑可导，并且与原理论拟合程度很好，顺利地解决了上述问题。（4）为了将三剪应力强度理论角隅模型应用于计算机有限元程序，依据塑性增量理论推导出了关联流动和非关联流动法则下的弹塑性刚度矩阵。（5）将三剪应力统一强度

4、理论引入了空间土压力计算，给出了空间土压力计算公式。最终得出采用三剪应力统一强度理论进行工程设计更能发挥材料的强度潜力，提高挡土墙稳定性，节省工程造价。关键词：三剪应力统一强度理论；角隅模型；弹塑性矩阵；抗剪强度；空间土压力AbstractThethree-shearstressunifiedstrengththeory,asabrand-newtheoreticalresearchachievement,isextremelyrichincontent.Theacademicviewpointproposedbreaksthroughthebarriersoftheexisting

5、theoreticalframeworkandhasin-depthexplorationvalue.Thetheoryisbasedonthetwinshearunifiedstrengththeory.Basedontherhombicdodecahedronmodel,theeffectsofshearstressandnormalstressoneachsideofthemodelonthematerialdamageareconsidered,includingnotonlytheintermediateprincipalstresseffect,butalsotheThe

6、influenceoftheminimumprincipalshearstressisalsoincluded,whichisexactlywhatthedoublesheartheorylacks,andthereforehasmoreextensiveflexibilityandapplicability.Inthispaper,accordingtotheproblemsexistinginthefiniteelementelastoplasticanalysisofthethree-shearunifiedstrengththeory,thecorrespondingsolu

7、tionsareproposed.Atthesametime,itisappliedtothefinitelengthretainingwallearthpressurecalculation,andtheresultsarecomparedwiththetraditionaltheory.Themainresultsachievedareasfollows:(1)Thedevelopmentresultsofthefieldofstrengththeor